1
บทท 5บรภณฑไฟฟา
2
5.1 บทนาในการออกแบบระบบไฟฟานน
• ผออกแบบจะตองทราบคณสมบตตางๆ ของบรภณฑไฟฟา เพอใหสามารถเลอกบรภณฑเหลานนไดถกตอง
บรภณฑไฟฟาแบงตามระดบแรงดนไฟฟาไดเปน1. บรภณฑไฟฟาแรงดนสง ( HV Equipment ) แรงดนสงกวา 36 kV
2. บรภณฑไฟฟาแรงดนปานกลาง ( MV Equipment ) แรงดน 1 kV ถง 36 kV
3. บรภณฑไฟฟาแรงดนตา ( LV Equipment ) แรงดนนอยกวา 1 kV
3
5.2 บรภณฑไฟฟาแรงดนปานกลางบรภณฑไฟฟาแรงดนปานกลางทสาคญไดแก
1. กบดกฟาผา ( Lightning Arresters )
2. สวตชปลดวงจร ( Disconnectors หรอ Disconnecting Switches )
3. สวตชตอลงดน ( Earthing Switches )
4.ฟวสแรงดนสง ( High Voltage High Rupturing Capacity Fuses )
5. สวตชสาหรบตดโหลด ( Switch Disconnectors หรอ Load Break Switches )
6. หมอแปลงบรภณฑ ( Instrument Transformers )
7. รเลยปองกน ( Protective Relays )
4
8. เซอรกตเบรกเกอรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage CircuitBreakers )
9. คอนแทกเตอรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage Contactors )10. สวตชเกยรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage Switchgears )11. รงเมนยนต ( Ring Main Units )12. หมอแปลง ( Transformers )
5
CT
CT
Isolator or Disconnecting Switch
VT
M.E.A. or P.E.A.
5150 Protective Relay
MV CBES
LA
HV MotorM
HRC Fuse
DistributionTransformer
HRC Fuse Ring Main Unit
Cast ResinTransformerUnder Ground
XLPE Cable
Switchgear
DisconnectorHRC Fuse
Switch
Metal Enclosed
Wh
51N50N
Motor ControlCircuits
Switchgear
Disconnector
Metal Enclosed
Switch Switch
Metal Enclosed
Disconnector
Switchgear
HRC Fuse
รปท 5.1 Single Line Diagram ของ ระบบ MV 6
5.3 กบดกฟาผา ( Lightning Arresters : LA )Lightning Arresters ( LA )• เปนบรภณฑสาหรบปองกนแรงดนเกน ( Overvoltage ) ซงอาจเกดจากฟาผา ( Lightning ) หรอการปดเปดวงจร (Switching Surge )
• ทแรงดนปกต LA จะมอมพแดนซสงมาก ดงนนกระแสรวไหล ( Leakage Current ) จงมคานอย
• เมอเกดแรงดนเกนอมพแดนซของ LA จะมคาตากระแสฟาผา ( Lightning Current ) ไหลลงดน บรภณฑทตออยหลง LA จะไมไดรบอนตราย∴
7 8
9
LA ทมใชอยอาจแบงเปน 2 ชนด คอ1. Spark Gap ArresterLA ประกอบดวยตวตานทานทขนกบแรงดนแบบไมเปนเชงเสน
( Varistor ) ตออนกรมกบ Spark Gap โดยปกตแลว Varistor มกทาจากสารซลคอนคารไบด ( SiC ) LA เรยกวา SiC-Arrester และ เนองจาก LA แบบนเปนแบบเกาจงนยมใชนอยลง
2. Arrester Without Spark GapLA ประกอบดวยชนของตวตานทานโลหะออกไซดทมลกษณะขนกบ
แรงดนแบบไมเปนเชงเสนอยางมาก ( Strongly Non-linear Voltage-dependent ) วสดโลหะออกไซดทใชโดยทวไปคอออกไซดของสงกะส ( Zinc Oxide ; ZnO ) LA แบบนจงนยมเรยกวา MO-Arrester หรอ ZnO Arrester โดย LA แบบนเปนแบบใหม และกาลงไดรบความนยมมากขน
10
การเลอกใชงานโดยพจารณาคา
1. ระดบแรงดนและลกษณะการตอลงดน
2. พกดกระแส Discharge
สาหรบระบบไฟฟาในประเทศไทยการตอลงดนโดยตรง ( Solidly Ground ) เลอกพกดดงขอมลดานลาง
- แรงดนระบบ 11-12 kV ใชพกดแรงดนของ LA 9 kV
- แรงดนระบบ 22-24 kV ใชพกดแรงดนของ LA 21 kV
- แรงดนระบบ 33 kV ใชพกดแรงดนของ LA 30 kV
- แรงดนระบบ 69 kV ใชพกดแรงดนของ LA 60 kV
11
พกดกระแส Discharge ของ LA ทวไปม 2 แบบ คอ
1. LA ทใชกบระบบจาหนายทวไป ( Distribution Type ) ใชพกด
5 kA
2. LA ทใชกบสถานไฟฟายอย ( Substation Type ) ใชพกด
10 kA
12
5.4 สวตชปลดวงจร ( Disconnectors or DisconnectingSwitches : DS )
• Disconnectors หรอ Disconnecting Switches ( DS ) คอ บรภณฑทใชในการตดวงจรไฟแรงสงขณะไมมโหลด
1. เปดหรอปดวงจรไฟฟาแรงสง ขณะทกระแสไฟมคานอยมาก กระแสดงกลาวอาจเปนกระแสของหมอแปลงกระแส ( CT ) หรอ กระแสคาปาซตฟ ( Capacitive Current ) ของบสชงบสบาร ( Bushing Busbar ) เปนตน
2. เมอเปดวงจรแลวจะทาใหเกดระยะหาง ( Isolating Distance ) ระหวางแตละขว ซงใหความปลอดภยสาหรบปองกนบคคลและบรภณฑตางๆ
13
DS มกลไกการทางาน ( Operating Mechanism ) ได
หลายแบบ คอ1. ใชมอหมน ( Manually Operated )
2. ใชมอเตอร ( Motor Operated )
3. ใชลม ( Pneumatic Drive )
เพอความปลอดภยและปองกนความผดพลาดในการทางาน DS จะตองม Interlock กบบรภณฑอนๆ เชน เซอรกตเบรกเกอร สวตชตอลงดน เปนตน
14
การเลอกใชงานในการเลอก DS จะตองคานงถงพกดตางๆ ดงตอไปน
1. พกดแรงดน ( Rated Voltage )
2. คา BIL ( Basic Impulse Insulation Level )
3. พกดกระแส ( Rated Normal Current )
4. พกดกระแสลดวงจร ( Short Circuit Current )
15 16
5.5 สวตชตอลงดน ( Earthing Switches : ES )
Earthing Switches ( ES ) เปนบรภณฑไฟฟาแรงสง • สาหรบตอสวนโลหะของบรภณฑไฟฟาลงดน เพอความปลอดภยในการบารงรกษา
• ES สามารถทนกระแสขณะเกดลดวงจรได
• โดยจะทางานรวมกบ DS และม Interlock ระหวางกน
17
การเลอกใชงาน
พกดทตองคานงถงในการเลอก ES ไดแก
1. พกดแรงดน ( Rated Voltage )
2. คา BIL ( Basic Impulse Level )
3. พกดกระแสลดวงจร ( Short Circuit Current )
18
19
5.6 ฟวสแรงดนสง ( High Voltage High RupturingCapacity Fuses : HV HRC Fuses )
• สาหรบปองกนบรภณฑและระบบไฟฟา
• ใชปองกนบรภณฑตางๆ เชน – หมอแปลงไฟฟา
– คาปาซเตอร
– มอเตอร
– หมอแปลงแรงดน
– สายเคเบล
20
• HV HRC Fuses ประกอบดวย
– ฟวสลงคหลายเสนตอขนานกนภายในสารทใชดบอารก
– ภายนอกทาดวย Porcelain
– ฟวสบางรนจะม Striker Pin
– Striker Pin เปนกลไกนสามารถใชขบเคลอนทาใหฟวสทางานหรอไปทาใหสวตชสาหรบตดโหลด ( Switch Disconnector ) เปดวงจรโดยอตโนมตได
21รปท 5.2 รปลกษณะของ HV HRC Fuses
22
การเลอกใชงานพกดทสาคญสาหรบเลอก HV HRC Fuses กคอ
1.พกดแรงดนใชงานสงสด ( Maximum Operating Voltage Rating )
2. พกดกระแสตอเนอง ( Continuous Current Rating )
3. พกดกระแสลดวงจร ( Short Circuit Current Rating )
4. การทางานประสานกน ( Selectivity )
5. กระแสเรมเดนเครอง ( Starting Current , Starting Time ) ในกรณใชกบมอเตอร
23
ขนาดของฟวสตามพกดกระแสมดงนแรงดนพกด 22 - 24 kV
กระแสพกด 6 , 10 , 16 , 20 , 25 , 32 , 40 , 50 , 63 ,
80 , 100 , 125 , 160A ฟวสขนาด 442 mm
กระแสพกด 100 , 125 , 160 , 200 A ฟวสขนาด
537 mm
พกดกระแสลดวงจร 31.5 kA
24
5.7 สวตชสาหรบตดโหลด ( Switch Disconnectorsor Load Break Switches : SD )
• Switch Disconnectors ( SD ) เปน On Load Switches คอ เปนบรภณฑซงสามารถตดกระแสโหลดไดและสามารถทาใหเกดระยะหาง ( Isolating Distance ) ในขณะเปด วงจรได
25
SD สามารถนาไปใชงานในการตดตอวงจรตอไปน
ขณะปกต1. ตดตอกระแสโหลดจนถงกระแสพกดได ( ตวประกอบ
กาลง 0.7 )
2. ตดตอหมอแปลงขณะมโหลดเตมท หรอ ไมมโหลด
3. ตดตอคาปาซเตอร
4. ตดตอสายสงขณะมโหลดและไมมโหลด
5. ตดตอวงจรมอเตอร
26
ขณะเกดลดวงจร1.สามารถปดวงจรขณะลดวงจร
2. สามารถตดวงจรเมอเกดการผดพรองลงดน ( Earthing Fault ) ได
3. สามารถตดวงจรออกไดหลงจากท HV HRC Fuses ทางาน
โครงสรางSD จะตองมวธการดบอารก เพราะตองตดกระแสสง การดบอารก
อาจทางานไดโดยมตวกลางหลายแบบ เชน
1. อากาศ ( Air )
2. สญญากาศ ( Vacuum )3. กาซ ( SF6 )
27
การเลอกใชงานการเลอก SD ตองคานงถงพกดตางๆ ดงตอไปน
1. การฉนวน โดยดจากคา BIL และการทนแรงดนท
ความถกาหนด
2. พกดแรงดน
3. พกดกระแสใชงานตอเนอง ( Rated Operating Current )
4. พกดกระแสตดวงจร ( Rated Breaking Current )
5. พกดกระแสลดวงจรตอนปดวงจร ( Rated Short Circuit
Making Current )
28
รปท 5.3 Switch Disconnectors or Load Break Switches
29 30
5.8 หมอแปลงเครองวด ( Instrument Transformers ) เครองวดทใชสาหรบแปลงแรงดนสง หรอกระแสสง ใหเปนคามาตรฐานของแรงดนตาและกระแสตาเพอใชใน การวดและการปองกน
หมอแปลงเครองวด ( Instrument Transformers ) ม 2
แบบ1. หมอแปลงแรงดน ( Voltage Transformers )
2. หมอแปลงกระแส ( Current Transformers
31
Voltage Transformers ( VT )เปนหมอแปลงซงแปลงแรงดนสงเปนแรงดนตา เพอใชใน
การวดและการปองกน
การเลอกใชงานพกดทตองพจารณามดงน1. พกดกาลงไฟฟา หรอ Burden คดเปน VA ( 10 , 15 , 25 , 50 , 75 , 100 , 150 ,
200 VA )
2. พกดแรงดนทางดานปฐมภม ( Primary ) ( ใชตามพกดแรงดนของระบบ )
3. พกดแรงดนทางดานทตยภม ( Secondary ) ( 100 , 110 , 120 หรอ , ,
V )
4. Permissible Voltage Stress VT จะสามารถใชงานไดอยางตอเนองทแรงดน 1.2 Vn
Vn คอแรงดนดานปฐมภม ( Primary )
5. Limit of Error คานจะขนกบ Accuracy Class โดย Accuracy Class ของ VT แบงเปน Class สาหรบการวดและการปองกนดงน
3100
3110
3120
32
VT สาหรบการวด1. Class 0.1 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 0.1 %
2. Class 0.2 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 0.2 %
3. Class 0.5 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 0.5 %
4. Class 1 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 1 %
VT สาหรบการปองกน1. Class 3P หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 3 %
2. Class 6P หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 6 %
33 34
Current Transformers ( CT ) ม 2 แบบ1. Bar Type ดานปฐมภม ( Primary ) จะมขดลวดผานเพยง
1 รอบ2. Wound Type ดานปฐมภม ( Primary ) จะมขดลวดจานวนหลายรอบ
Measuring Core• คาแฟคเตอรการอมตว ( Saturation Factor ) นอยๆ ( n<5 หรอ
n<10 ) เพอปองกนบรภณฑ• Class ตางๆ ซงบอกถงคาเปอรเซนตความคลาดเคลอน โดยจะแบงเปน Class 0.1 , 0.2 , 0.5 , 1 , 3
35
Protection Core• ม Saturation Factor ( n ) มากกวา 5 หรอมากกวา 10 กระแสทางดาน
ทตยภม
• จะเพมขนอยางเปนสดสวนกบกระแสทางดานปฐมภม และจะถกจากดเมอเกดกระแสเกนมคามากเทานน
• Protection Core นยมระบเปน Class ตางๆ ซงบอกถงคาเปอรเซนตความคลาดเคลอน โดยจะแบงเปน Class 5P , 10P
Class 5P10 จะหมายถงวาทคากระแส 10 เทาของคากระแสพกดคาเปอรเซนตความคลาดเคลอนจะไมเกน 5 %
±
36
การเลอกใชงานพกดทตองพจารณามดงน
1. พกดกาลงไฟฟา หรอ Burden คดเปน VA ( 2.5 , 5 , 7.5 ,10 , 15 , 30 , 40 , 60 VA )
2. พกดกระแสทางดานปฐมภม ( 100 , 150 , 200 , 250 ,300 , 400 , 500 , 600 , 800 , 1,000 , 1,500, 2,000 ,2,500 , 4,000 , 5,000 , 6,000 A )
3. พกดกระแสทางดานทตยภม ( 1 A หรอ 5 A )
4. พกดกระแสลดวงจร
Thermal Short Time Current Ith = ( 40 - 60 ) InDynamic Current Idyn = 2.5 Ith
5. พกดแรงดน
37 38
39
5.9 รเลยปองกน ( Protective Relays )• Protective Relays เปนบรภณฑปองกนของระบบแรงดนปานกลางและ ระบบแรงดนสง
• Protective Relays จะทาหนาทตรวจสอบสภาวะตางๆ ของระบบไฟฟา เมอพบวาเกดการผดพรองขน มนจะให สญญาณแกเซอรกตเบรกเกอรเพอตดวงจรสวนนนออก
• รเลยจะทางานทระดบกระแสและแรงดนตา
• อาศย CT และ VT ในการแปลงระดบกระแสและแรงดน
40
รปท 5.4 ระบบปองกนทใช Protective Relays
7. VT3
a. Auxiliary Contactsa
5
8. CT4
8
6. Relay Contacts5. Batteries4. Trip Circuit6 2
7
3. Trip Coil2. Relay1. CB
1
41
Relay ทมใชอยในปจจบนสามารถแบงเปน1.Electromechanical Relays รเลยทอาศยกระแสไฟฟาสรางแรงดงดดหรอแรงบดทาง แมเหลก ทาใหเกดการเคลอนททางกลของหนาสมผส รเลยแบบนเปนแบบเกาแตยงคงมใชอย
2. Solid State Relays
รเลยแบบใหมทนาบรภณฑทางอเลกทรอนกสมาใชสรางวงจร จาลองการทางานของ Electromechanical Relays ทาใหไมมสวนเคลอนท จงไดชอวา Static Relays รเลยชนดนมความเชอถอไดสง
42
3.Digital Relaysในปจจบนไดมการพฒนา Microprocessor มาใชในการ
ทางานของรเลย เรยกวา Digital Relays รเลยแบบใหมนทางานไดหลายแบบ เชน ปองกน ตรวจวด ควบคม ตดตอสอสาร และบนทก
43
Relays ทนยมใชกนมาก1. รเลยกระแสเกน ( Overcurrent Relay , Device No. 50 , 51 )2. รเลยปองกนกระแสผดพรองลงดน ( Ground Fault Relay , Device No.
50N , 51N )3. รเลยกระแสเกนแบบมทศทาง ( Directional Overcurrent Relay ,
Device No. 67 )4. รเลยปองกนกระแสผดพรองลงดนแบบมทศทาง ( Directional Ground
Fault Relay , Device No. 67N )5. รเลยกาลงแบบมทศทาง ( Directional Power Relay , Device No. 32 )6. รเลยระยะทาง ( Distance Relay , Device No. 21 )7. รเลยผลตาง ( Differential Relay , Device No. 87 )8. รเลยแรงดนตา ( Under Voltage Relay , Device No. 27
44
45
5.10 เซอรกตเบรกเกอรแรงดนปานกลาง ( MediumVoltage Circuit Breakers : MVCB )
• ใชสาหรบการตอ นา และ ตดกระแสไฟฟาในการทางานตามปกต และสามารถตดกระแสไฟฟาในสภาพไมปกต เชน เมอเกดลดวงจร
• MVCB ทางานเมอไดรบสญญาณจากผปฏบตงาน หรอจากรเลยปองกนผานหมอแปลงเครองวด เชน CT หรอ VT
MVCB ทใชในปจจบน• ไมใชนามน ( Oil Free Type )
• Vacuum
• กาซ SF6
46
Vacuum CB• หนาสมผสอยใน Vacuum Interrupter ซงมความดนตามาก
• ระยะเคลอนทของหนาสมผสเคลอนท ( Moving Contact ) นอยมาก
Vacuum CB มขอดหลายประการคอ
1. หนาสมผสสกกรอนชา ทาใหอายใชงานยาว
2. มขนาดเลก
3. สามารถตดตงไดทกตาแหนง
47
ขอเสยคอ• Vacuum CB ตดกระแสดวยเวลาสนมาก
• ทาใหเกด Switching Overvoltage ทสง
• ดงนนในการใชงาน Vacuum CB บรษทผผลตจะแนะนาใหตด Surge Absorber ซงเปนวงจร R-C เขาชวยดวย
48
SF6 CB• กาซ SF6 ไดถกนามาใชเปนฉนวนและตวดบอารกใน
• ใชใน HV CB อยางไดผลมานานแลว และขณะนไดมการนามาใชในระดบแรงดน MV ใน MVCB
• CB แบบน การตดกระแสทาใน Chamber ซงบรรจกาซ SF6 การตดกระแสจะเปนแบบ Soft Switching ทาใหได Overvoltage ตามาก จงเหมาะสาหรบการตดตอวงจรมอเตอร หมอแปลง เปนตน
49
การเลอกใชงาน• MVCB ตองใชรวมกบรเลยปองกน
• ใหการปองกนไดหลากหลาย ขนอยกบ Relay ทใช ไมเหมอน HV HRC Fuses ซงปองกนไดอยางเดยวคอ กระแสเกน ( Overcurrent ) และลดวงจร ( Short Circuit ) เทานน
• ราคาแพง
• ใชกบระบบไฟฟาขนาดใหญ เชน อาคารขนาดใหญ โรงงานอตสาหกรรม และสถานไฟฟายอย ( Substation ) เปนตน
50
พกดทตองพจารณามดงตอไปน
1. พกดแรงดน
2. คา BIL
3. พกดกระแสปกต
4. พกดกระแสลดวงจร
51รปท 5.5 Medium Voltage Circuit Breaker 52
53 54
5.11คอนแทกเตอรแรงดนปานกลาง
( Medium Voltage Contactors )• บรภณฑตดตอไฟฟาแรงดนปานกลางซงเหมาะสาหรบงาน ทมการตดตอบอยๆ เชน เปนสวตชตดตอนสาหรบ มอเตอรแรงดนปานกลาง ตดตอเตาไฟฟา ตดตอมอเตอร และ ตดตอคาปาซเตอร เปนตน
คอนแทกเตอรแรงดนปานกลาง ในปจจบนม 2 แบบ - แบบ SF6
- Vacuum
55 56
5.12 สวตชเกยรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage Switchgears )
• เปนบรภณฑซงทาหนาทรบและจายพลงงานไฟฟาทแรงดนสง โดยจะรบไฟจากแหลงจายไฟ เพอนาไปจายโหลดตางๆ ตามตองการ
• ประกอบไปดวย– บรภณฑซงเกยวของกบการรบและจายไฟฟา – บรภณฑวด – บรภณฑปองกน จดไวภายในกลองโลหะอยางมดชด
57
โครงสรางสวตชเกยรแรงดนปานกลางโดยทวๆ ไป จะประกอบดวย1. กลองหอหม ( Enclosure ) เปนกลองโลหะใชปองกนแรงกระแทกจาก
ภายนอกและปองกนอนตรายทอาจเกดจากประกายไฟหากเกดการลดวงจรภายในกลองหอหม กลองหอหมสวนทเปนโลหะจะตองมการตอลงดน
2. บสบาร ( Busbar ) เปนแทงโลหะ โดยทวไปเปนทองแดง ทาหนาทนากระแสภายในกลองหอหมเพอจายกระแสใหกบวงจรตางๆ บสบารตองมการตดตงอยางมนคง เนองจากในสภาวะทเกดลด วงจรจะเกดแรงกระชากขนาดมหาศาลขนทตวบสบารน
3. บรภณฑอนๆ ทใชในการปองกน ซงขนกบระดบการปองกนทผออกแบบระบบไฟฟาตองการ
4. บรภณฑอนๆ ทใชในการวด เชน CT , VT , Ammeter , Voltmeter ฯลฯ
58
ชนดของ Medium Voltage Switchgearตามมาตรฐาน IEC 60298 “ Switchgear in Metal Enclosure ” ไดแบงตสวตชเกยรแรงดนปานกลางออกเปน 3 แบบ คอ
1. Cubicle Switchgear
2. Compartmented Switchgear
3. Metal - Clad Switchgear
โดยการแบงเชนน แบงตามระดบความปลอดภยเมอเกดการผดพรองภายใน Switchgear ดงแสดงในรปท 5.6
59
รปท 5.6 MV Switchgears
Cubicle Switchgear Compartmented Switchgear Metal-Clad Switchgear
60
Cubicle SwitchgearCubicle Switchgear มรปแบบโดยทวไปดงขอกาหนดตอไปนคอ
1. มนอยกวา 3 Compartments
2. ถาม Partition อาจเปนโลหะ ( Metallic ) หรอฉนวน ( Insulated )
3. Switching Device อาจเปนแบบตดถาวร ( Fixed ) หรอถอดออกได ( Withdrawable )
61
Compartmented Switchgearสวตชเกยรแรงสงแบบนมขอกาหนดคอ
1. ม 3 Compartment สาหรบ Switching Device , Busbar ,Connectors และ CTS
2. Partition และ Shutters ระหวาง Compartment โดยทวไปจะ Insulated
3. ไมม Insulated Bushing สาหรบผานจาก Compartment หนง ไปยงอก Compartment หนง
62
Metal - Clad Switchgearสวตชเกยรแบบนมขอกาหนดคอ
1. มอยางนอย 3 Compartments สาหรบ Switching Device ,Busbar , Connectors และ CTS
2. Partition ระหวาง Compartment จะตองเปนโลหะ
3. ชองผานจาก Compartment หนง ไปยงอก Compartment หนง จะตองม Insulated Bushing
63รปท 5.7 Metal-Clad Switchgear
64
65
5.13 รงเมนยนต ( Ring Main Units : RMU )• เปนบรภณฑไฟฟาระดบแรงดนปานกลางสาหรบใชจายไฟฟา ใหกบระบบ Open Ring
RM6
RM6
RM6
รปท 5.8 RMU 66
RMU โดยทวไปประกอบดวย1. Switch Disconnector 400 A หรอ 630 A แรงดน 24 kV
2. Fuse สาหรบปองกนหมอแปลง
3. CB พกดถง 200 A พรอม Protective Relay
4. Earthing Switch
สวตชเกยรและ Busbar บรรจอยภายใน Housing ซงบรรจ SF6 และปดผนกเพอใชตลอดอายการใชงาน ( Sealed For Life )
67รปท 5.9 3-Function RMU
68
69
การเลอกใชงาน
การเลอก RMU นน จะตองพจารณาดงน
1. จานวนชองบรภณฑ ( Bays ) ซง RMU ตามปกตจะม 3 ชอง
2.พกดแรงดน 24 kV , BIL 125 kV
3.พกดกระแส
Switch 200 A , 400 A , 630 A
CB 200 A
4.พกดกระแสลดวงจร 16 kA หรอ 24 kA ท 24 kV
70
5.14หมอแปลง ( Transformers )หมอแปลงทใชในระบบจาหนายไฟฟา เรยกวา หมอ
แปลงจาหนาย ( Distribution Transformers )
- ซงจะแปลงแรงดนไฟฟา จากระบบแรงดนปานกลาง
( MV ) ไปเปนระบบแรงดนตา ( LV )
- หมอแปลงชนดนจะมพกดถง 2000 kVA แตในบางกรณ
อาจมพกดสงถง 3150 kVA
71
ชนดของหมอแปลงหมอแปลงจาหนายทใชอยในปจจบน ม 2 แบบ คอ
1. หมอแปลงแบบใชของเหลว ( Liquid-immersed Transformers )
2. หมอแปลงแหง ( Dry-Type Transformers )
หมอแปลงแบบใชของเหลว
( Liquid-immersed Transformers )1) นามนหมอแปลง ( Mineral Oil )
2) ของเหลวทตดไฟยาก ( Less Flammable Liquid )
72
หมอแปลงแหง ( Dry-type Transformers )• ฉนวนเปนของแขง • ทวไปนยมใชสารเรซน ( Resin )• เรยกวา Cast Resin Transformers สารเรซนมจดตดไฟท 350
oC มความแขงแรงทนทาน • นยมใชตดตงภายในอาคารในปจจบน หมอแปลงทนยมใชกนมาก คอ หมอแปลงนามน และ หมอแปลง Cast Resin จงจะกลาวถงโดยละเอยดตอไป
73 74
หมอแปลงนามน ( Oil-type Transformers )• มการใชกนมากทสด
• ใชงานไดด และ มราคาถก
• เหมาะสาหรบการตดตงนอกอาคาร
การทาหมอแปลงทมตวถงปดผนก ( Hermetically Sealed Tank )
- ตวถงปดผนก
- ไมมถงพก
- ไมตองม Silica Gel
- ไมตองการการบารงรกษา
- กาลงไดรบการนยมใชมากขน
75 76
77 78
79 80
หมอแปลงปดผนกม 2 แบบคอ1.หมอแปลงปดผนกแบบใชกาซไนโตรเจน หมอแปลงแบบนจะอดกาซไนโตรเจนเขาเหนอนามนเพอใหมทวางสาหรบการขยายตวของนามน
2.หมอแปลงปดผนกแบบผนงเปนลอนคลน ( Corrugated ) หมอแปลงแบบนออกแบบใหผนงสามารถระบายความรอน ดวยลอนคลน ขณะเดยวกนตวถงสามารถยดหยนได เพอรองรบการขยายตวของนามน
81
หมอแปลง Cast Resin ( Cast Resin Transformers )• นยมใชหมอแปลงแหง ตดตงภายในอาคาร ถาใชหมอแปลงนามน มปญหาไฟไหมได
รปท 5.10 สวนประกอบหมอแปลง Cast Resin82
83
การปองกนความรอนระบบปองกนความรอนประกอบดวย
• ตวรบสญญาณ ( Sensors )
• รเลยความรอน ( Temperature Relay )
ตวรบสญญาณ ( Sensors )• ทาดวย PTC ( Positive Temperature Coefficient )
• อาจม 2 หรอ 3 ตวตอเฟส โดยแตละตวมหนาทดงน
ตวรบสญญาณตวทหนง สาหรบ พดลม ( Fan )
ตวรบสญญาณตวทสอง สาหรบ เตอน ( Alarm )
ตวรบสญญาณตวทสาม สาหรบ ตดวงจร ( Trip )84
รเลยความรอน ( Temperature Relay )ทาให
• การเตอน ( Alarm )
• ตดวงจร ( Trip )
อณหภมทปรบตงของตวรบสญญาณ มดงน
พดลมทางาน อณหภม 90-110oC
เตอน อณหภม 130-140oC
ตดวงจร อณหภม 150oC
85
เครองหอหม ( Protective Enclosure )• สวนทเปน Resin ของหมอแปลง Cast Resin จะแตะตองไมได ทาใหเกดไฟชอตจากแรงดนเหนยวนา
• ดงนนหมอแปลงชนดนจงสมควรตดตงไวในเครองหอหม
• เครองหอหมทใชมระดบการปองกนอยางนอย IP 21
• สาหรบเครองหอหมทใชภายนอกอาคารนน ตองมคาระดบการปองกนอยางนอย IP 33
86
การเพมพกดของหมอแปลง Cast Resin ดวยการใชพดลม• การตดตงพดลมชวยในการระบายความรอน ทาใหจายโหลดเพมขน 30 - 40%
พดลมระบายความรอนทใชน อาจตดตงเปน 2 แบบคอ1. ตดตงไวดานบน ( Cover Mounted Fan , CMF )
2. ตดตงไวดานลาง ( Cross Flow Fan , CFF )
87 88
5.15บรภณฑไฟฟาแรงดนตาบรภณฑไฟฟาแรงดนตาทสาคญไดแก
1. เซอรกตเบรกเกอร ( Circuit Breakers )2. ฟวสแรงดนตา ( LV Fuses )3. แผงจายไฟ ( Panelboards )4. บรภณฑเครองวด ( Measuring Instruments )5. คอนแทกเตอรแมเหลกไฟฟา และ สตารทเตอร ( Magnetic
Contactors And Starters )6. คาปาซเตอร ( Capacitors )7. แผงสวตช ( Switchboards )8. บสเวย ( Busway )9. ชดเครองกาเนดไฟฟาสารอง ( Standby Generator Set )
89
บรภณฑไฟฟาดงกลาว อาจแสดงดวย Single Line Diagram ไดดงรปท 5.11
รปท 5.11 Single Line Diagram ของบรภณฑแรงดนตา
Capacitor BankAutomatic4x25 kVAR
MDB
3xCT
0-500V
Transformer
VS V3P 5A
R S T
AASPFC
DBDBDBDBDBDB
Busduct
DB DB LP LP Spare
GeneratorG
GeneratorControl
EDB
ATS
DB DB LPLP Spare
MCC
DOLDOLDOLDOL
M M M M
CT
CB
CB
CB
CB
MV
CB CB CB CB
CB CB CB
CBCBCBCBCBCBCBCBCB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
90
5.16 เซอรกตเบรกเกอรแรงดนตา
( Low Voltage Circuit Breakers )• เปนบรภณฑไฟฟาททาหนาทเปนสวตชสาหรบเปดปดวงจรไฟฟาแรงดน
ตาในภาวะปกตและจะเปดวงจรโดยอตโนมต เมอเกดภาวะผดปกตขนอนเนองมาจากการใชกาลงเกน ( Overload ) หรอการลดวงจร ( Short Circuit ) หลงจากทาการแกไขสงผดปกตบกพรองเรยบรอยแลว กสามารถสบไฟเขาใหใชงานตออกได
• มาตรฐานของ CB ทสาคญคอ
- IEC 60947-2 “ Part 2 Circuit Breaker ”
- IEC 60898 “ Circuit Breakers for Overcurrent Protection for
Household and Similar Installations ”
91
พกดทสาคญพกดทสาคญตามมาตรฐาน IEC 60947-2 มดงตอไปน
พกดกระแสตอเนอง
• คากระแส RMS ท CB สามารถทนไดทอณหภมไมเพมเกนคาทกาหนดใหของอณหภมโดยรอบ ( Ambient Temperature ) คาหนง
• บรษทผผลตสวนมากจะทา CB ทมขนาดโครงเปนชวงกวางๆ แลวปรบตงกระแสพกดในระหวางชวงใหละเอยดขน ดงนนจงเกดมคาวา Ampere Frame ( AF ) และ Ampere Trip ( AT ) ขน
1. Ampere Frame ( AF ) คอ ขนาดพกดกระแสสงสดทสามารถใชไดกบขนาดโครงของ CB
2. Ampere Trip ( AT ) คอ ขนาดพกดกระแสทปรบตงให CB ใชงาน
92
พกดการตดกระแสลดวงจร• ( Interrupting Capacity = IC , Breaking Capacity ) คอ กระแสลดวงจรสงสดท CB สามารถตดไดโดยทตว CB ไมไดรบ ความเสยหาย
• คา IC ของ CB ไดจากการทดสอบ และขนกบตวแปรหลายตว เชน แรงดน ตวประกอบกาลง เปนตน ดงนน CB ทสามารถใช ไดกบหลายแรงดน จะตองมคา IC ทแตละแรงดนดวย
• คา IC ของ CB เปนพกดทสาคญมากอยางหนง ในการเลอก CB เพอใชสาหรบงานหนงงานใดนนจะตองใหม IC เทากบหรอ มากกวากระแสลดวงจรสงสดทจดตดตง
93
IEC 60947-2 ไดใหนยามพกดการตดกระแสลดวงจรไวดงนIcu = Rated Ultimate Short-Circuit Breaking
Capacity ( Switching Sequence O-t-CO )Ics = Rated Service Short-Circuit Breaking
Capacity(Switching Sequence O-t-CO-t-CO )Icw = Rated Short-time Current Withstand
IEC 60947-2 ยงแบง CB ตามลกษณะการใชงาน ( Utilization Category ) คอUtilization Category A
- ไมเหมาะทจะทา Coordination ( Selectivity ) เนองจากไมม IcwUtilization Category B
- CB เหมาะทจะทา Coordination และ ม Icw94
คา AF ขนาดมาตรฐานและ AT
มาตรฐาน IEC ไดกาหนด AF ไวดงนคอ
63, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630,800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200 , 4000,5000, 6300 บรษทบางแหงอาจจะไมผลตคา AF บางคาได
คา AT ทบรษทตางๆ จะผลตออกมานนมหลายคา แลวแตความตองการของบรษทนนๆ เชน บรษทผลต CB
ท AF = 250 A อาจตง AT ไว ดงนคอ 100 , 125, 150 , 175 ,
200 , 225 A และ 250 A
ท AF = 1600 A ม AT คาตางๆ คอ 800 , 1000 , 1250 ,
1600 A
95
ประเภทของ CBCB แบงตามลกษณะภายนอก และ การใชงานไดเปน 2 ชนด คอ
1. Molded Case Circuit Breaker ( MCCB )
2. Air Circuit Breaker ( ACB )
96
MCCB• บรภณฑตรวจจบและ บรภณฑตดตออยภายใน วสดฉนวนซงทาดวยสาร ประเภทพลาสตกแขง
• มตงแตขนาดเลกจนถงขนาดใหญใชสาหรบปองกนระบบไฟฟา ตงแตวงจรยอย สายปอนถงสายประธาน และบรภณฑไฟฟาดวย
• โครงกรอบของ MCCB สวนมากทาดวยโพลเอสเตอรพลาสตก ( Polyester Plastic ) วสดชนดนจะทาหนาทในการปองกนอารก ความรอนและแกสไดเปนฉนวนและเปนทกนภายในระหวางขวไฟฟามความแขงแรงทางกล
97
MCCB ขนาดเลก ( Miniature Circuit Breaker : MCB )• ใชสาหรบตดตงในแผงจายไฟ ( Panelboard )• แผงจายไฟของทอยอาศย ( Consumer Unit )เพอปองกนระบบไฟฟาของบาน สานกงาน หรออตสาหกรรม
• สาหรบมาตรฐานทใชสวนมากสาหรบ MCB จะเปนมาตรฐาน IEC 60898
คณสมบตของ MCB มดงน
1. มทง 1 , 2 หรอ 3 ขว2. ม AF คอ 40 AF, 63 AF และ 100 AF3. ม Ic ตงแต 3 kA ถง 10 kA
98
MCB ทมการปองกนการลดวงจรลงดน ( Ground Fault ) เรยกวา
• Residual Current Circuit Breaker ( RCCB )• หรอ Earth Leakage Circuit Breaker ( ELCB )
มความไว 10 mA , 30 mA สาหรบปองกน ไฟดดคน
MCCB MCCB ขนาดมาตรฐานขนาดมาตรฐาน (( Standard CB Standard CB ))• ขนาดตงแต 125 AF ถง 1600 AF • ม IC ใหเลอกใชอยหลายระดบเปน MCCB ทม IC ไมสงนก เชน 16 kA ,
25 kA และ 35 kA เหมาะสาหรบงานระบบไฟฟาขนาดเลก
99
MCCB แบบ IC สง ( High Interrupting Capacity Circuit Breaker )
• ม IC สงกวา Standard CB มขนาดของ IC หลายระดบ
• ไดแก 25 kA , 35 kA , 50 kA , 65 kA และ 100 kA MCCB แบบนใชในทซงมกระแสลดวงจรสงเกนกวาทจะใช CB แบบมาตรฐานได
100
MCCB แบบจากดกระแสลดวงจร ( Current Limiting Circuit Breaker
: CLCB )
• ม IC สงมาก คอ 100 kA ถง 200 kA ท 400/415 V
• สามารถตดกระแสลดวงจรไดเรวมาก คอ ภายในเวลา 5 ms
• สามารถใช CB ขนาดเลกทม IC ตาในวงจรไฟฟาซงมกระแสลดวงจรสงกวา IC ของ CB ได โดยม CLCB คมอยตนทาง ( Upstream )
• เรยกวา Cascade Protection หรอ Back Up Protection
101รปท 5.12 Circuit Breaker ชนด MCCB
102
ACB• เรยกวา Air Circuit Breaker
• เปน CB ขนาดใหญ มพกดกระแสตอเนองสง คออาจมตงแต 800 A ถง 6300 A
• เปนแบบเปดโลง ( Open Frame ) กลาวคอมบรภณฑและกลไกอยเปนจานวนมาก และตดตงอยางเปดโลงเหนไดชดเจน ดงรปท 5.13
103รปท 5.13 Circuit Breaker ชนด ACB
104
ACB สามารถแบงชนดตามการตดตงได 2 ชนด คอ1) แบบตดตงอยกบท ( Fixed Type )
ตดตงใหตดกบ Main Circuit โดยยดตด ดวยสกรอยางแขงแรง เวลาถอดออกเพอ ซอมบารงจะตองดบไฟและใชเวลามาก
2) แบบดงออกได ( Drawout Type )
ตดตงบนโครงลอเลอนทสามารถเลอนไป ตามรางทเตรยมไว สวนสมผสของ ACB กบ Main Circuit จะตองเปนแบบพเศษเพอใหการ สมผสทแนบแนน ซงจะทาใหกระแสสามารถไหล ผานไดสะดวก การซอมบารง ACB แบบน ทาได สะดวกรวดเรวและสามารถลดเวลาการดบไฟฟาได
105
หนวยการทรพ ( Tripping Unit )ม 2 แบบคอ
1.Thermal - Magneticเมอ Overload มคานอย ( ประมาณ 125 % ) จะใช Bimetal Device เปนตว Trip แตถา Overload มคามาก ( ประมาณ 10 เทาของกระแสพกด ) จะใช Electromagnetic Device เปนตว Trip หนวยการ Trip แบบ Thermal - Magnetic มเสนโคงความสมพนธ กระแสและเวลาเปน 2 สวน คอ
- Long Time Delay
- Instantaneous
106รปท 5.14 กราฟความสมพนธระหวางกระแสและเวลาของ Themo – Magnetic
100 A IF , IFB , IFL
May Trip Thermally or Magnetically
Thermal
Magnetic Range
Multiples of Rated CurrentMax, AIC15x
1 Cycle >1/2 Cycle >1/4 Cycle >
Current (A)
Time (s)
107
2. Solid State Trip• ใชวงจรอเลกทรอนกสเขามาชวยโดยจะใชหมอแปลงกระแสและวงจร
อเลกทรอนกสเพอเปรยบเทยบคากระแสในวงจรกบคาทตงไวเมอกระแส ในวงจรมคาสงกวาคาทตงไวกจะเกดการตดวงจรขน หนวยการทรพแบบนจะใหความแมนยาและความเชอถอไดสงกวาหนวยทรพแบบอนๆมาก ดงรปท 5.15
ขอดบางอยางของหนวยการทรพแบบนคอ สามารถเลอกใชงานไดหลากหลายรปแบบกวา เชน
- Long Time Trip
- Short Time Trip
- Ground Fault Trip
- Instantaneous Trip
108รปท 5.15 กราฟความสมพนธระหวางกระแสกบเวลาของ Solid State Trip
Standard-function
Time I
n Se co
nds
Multiples of Ampere Rating1
0.01
0.1
1.0
10
100
1000
5 10 100
Long-timePickup
Long-timeDelay
Trip Unit Trip Curve
Short-timePickupShort-timeDelay (l t IN)2
Instantaneous
Current (A)
109
5.17ฟวสแรงดนตา ( Low Voltage Fuses )ตามมาตรฐาน IEC ฟวสแรงตา ม 3 แบบคอ
1. D-fuse Link ( Diazed )
2. Do-fuse Link ( Neozed )
3. NH ( HRC ) Fuse
Fuses แบบ D และ DO ออกแบบใหใชทงในอาคารและอตสาหกรรมและมขนาดใหเลอก มาก สวน HRC Fuses ออกแบบไวสาหรบใชงานในอตสาหกรรม
110
Fuses แบบ DIAZED และ NEOZEDประกอบดวยสวนตางๆ ดงน
- Base- Cover - Adaptor- Fuse Link แ- Screen Cap
HRC มสวนประกอบหลกดงน1. Base เปนมาตรฐานไวสาหรบสวมตว Fuse Link เขาไป2. Fuse Link เปนตว Fuse ซงจะมขวเสยบกบ Fuse3. Fuse Puller ใชสาหรบถอดเปลยน Fuse Link
111
LV HRC Fuses1. HRC Fuses มใชมากในโรงงานอตสาหกรรม2. มหลายขนาด
Size ขนาด
0 6A - 100A 1 80A - 250A2 125A - 400A3 315A - 630A4 500A - 1250A
3.พกดกระแส 6 A - 1250 A4. ขดความสามารถในการตดวงจรสงถง 100 kA5. ระดบแรงดนไฟฟาไดสงสดถง 500 V หรอ 1000 V
112
CBA N
Branch CB
ตวนาประธานหรอสายปอน
Ground Bar2
81012
64
1
7
119
53
S/N
5.18 แผงยอย ( Panelboards )• บรภณฑไฟฟาทรบไฟจากสายปอนหรอสายประธาน แลวจดการแยกไฟฟาทไดรบออกเปนวงจรยอยหลายวงจรยอย เพอจายไฟฟาใหโหลดตอไป
รปท 5.16 โครงสรางและสวนประกอบตางๆ ของแผงยอยแบบ Main Lugs
113
สวนประกอบ1) เครองหอหม ( Enclosures )
2) บสบาร ( Busbars )
3) เซอรกตเบรกเกอร ( Circuit Breakers )
แผงยอยสาหรบทอยอาศย ( Consumer Units )• ใชกบไฟ 1 เฟส 2 สาย
• มขนาด 7, 10, 14, 16, 20 วงจรยอย
• คา IC ของ Main CB จะมคา 10 kA
114
แผงยอยทใชสาหรบงานทวๆ ไป ( Panelboards )• นยมเรยกวา Load Centers
แบงเปน 2 ประเภท คอ
1. แบบ Main Lugs
- มแตเฉพาะขวตอสาย
- ไมม Main CB อยดวย
ภายในเครองหอหม
- ตองตอ Main CB ไวภายนอกเครองหอหม
115
2. แบบ Main Circuit Breaker
• ม Main CB อยภายในเครองหอหม การเลอกแผงยอยชนดนจะตองดพกดของ Main CB คอ AT และ AF สาหรบ AT มคาตางๆ คอ 10 A, 16 A , 20 A , 25 A, 32 A , 40 A , 50 A , 63 A , 70 A , 80 A , 100 A , 125A , 150 A , 175 A , 200 A , 250 A และม AF ทใชงานทวไป คอ 125 A และ 250 A
• บสบาร 200 และ 250 A
• คา IC ของ Main CB มใหเลอกใชหลายคา เชน 16 kA , 25 kA , 35 kA, 50kA และ 65 kA
• จานวนวงจรยอยของ Load Center จะมใหเลอกใชตงแต 12 , 24 , 36 จนถง 42 วงจร ดงรปท 5.17
116รปท 5.17 Load Center แบบ Main Circuit Breaker
ตวนาประธานหรอสายปอน
CBA
Ground Bar
S/N
N
Branch CB21
3 45 67 89 10
11 12
Main CB
117
5.19บรภณฑเครองวด ( Measuring Instruments )คาตางๆทางไฟฟาจะทาใหเราทราบสภาพการทางานของ ระบบไฟฟา เปนตองมบรภณฑเครองวดสวนใหญมกตดตงทแผงสวตช วดคาทางไฟฟาสาคญตางๆ เชน กระแส ( A ), แรงดน ( V ), กาลงทางไฟฟา ( W ) , ตวประกอบกาลง ( P.F. ) เปนตน สาหรบเครองวดทใชวดคาตางๆ ดงรปท 5.18 มดงน
118รปท 5.18 เครองวดทางไฟฟาตางๆ
3xCT
VS VFuse
R S T
AASF kW PF kWhr
3 4W
CB
CB CB CB
SWB
LP1 LP2 LP3
CB
Spare
CB
Spare
119
Ammeter ( A )โดยทวไป Ammeter จะทน
กระแสได 5 A ถาตองการวดกระแสสงขนกวานตองมหมอแปลงกระแส ( CT ) เพอแปลงเปนคาไมเกน 5 A เชน จาก 1000/5 A เปนตน มขนาดมาตรฐาน 96x96mm2 Class 1.5% จานวนหมอแปลงกระแสขนอยกบสายไฟทเราจะวด เชน ระบบ 3 เฟส 4 สาย ม CT 3 ตว ถาเราวดทละครงจะแปลงกระแสไดโดยใช Ammeter Selector มาชวย
±
120
Voltmeter ( V )ทนแรงดนไดไมเกน 500 V
ตอโดยตรงผาน Voltage Selector เลอกจดคาแรงดนระหวางสายกบนวทรล หรอสายกบสาย มขนาดเตมสเกล 500 V Class 1.5% ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2
±
121
Frequency Meter ( F )ใชวดความถทางไฟฟา ซงในประเทศไทยใชความถ 50 Hz
สเกลชวงความถ 45 - 55 Hz Class 0.5% ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2
Power Factor Meter ( P. F. )วดตวประกอบกาลงของระบบไฟฟา สเกลมชวงระหวาง 0.5Leading ถง 0.5 Lagging Class 1.5% ของ 90 องศาทางไฟฟา ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2
Kilo Wattmeter ( kW )ใชวดกาลงไฟฟา มใหใชงานไดทง 1 เฟส 2 สาย และ 3เฟส 4 สาย ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2 Class 1.5%
±
±
±
122
123
Kilowatt-hour ( kWhr )ใชวดคาพลงงานไฟฟามทงวด 1 เฟส 2 สาย และ 3 เฟส 4 สาย ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2 Class 1.5%±
124
Current Transformers ( CT )หมอแปลงทใชแปลงกระแสใหมคาตาลง เพอใหเหมาะสมกบการวด
และการทางานของบรภณฑปองกน Current Transformers จะสามารถปองกนความเสยหายทอาจเกดขนกบบรภณฑวดและบรภณฑควบคมตางๆ เนองจากการเกด Overcurrent ไดดในการใชงาน Current Transformers จะตองไมใหเกดการเปดวงจรดานทตยภม เพราะจะทาใหเกดแรงดนไฟฟาสงมากจนอาจทาใหเกดความเสยหาย
125
Universal Measuring Device- ใช Microprocessor
- วดคาทาง ไฟฟาไดทงหมด เชน Voltage ( V ) , Current ( A ) , Apparent Power ( kVA ) , Real Power ( kW ) , Frequency ( Hz ) และ Total Harmonic Distortion ( THD ) เปนตน
126
5.20 คอนแทกเตอรแมเหลกไฟฟา ( Magnetic Contactors )
• เปนบรภณฑตดตอวงจรไฟฟา ควบคมดวยแมเหลกไฟฟา
• ใชกบงานทมการตดตอบอยๆ• มาตรฐาน IEC 60947-4
127
คาพกดทสาคญของ Magnetic Contactor มดงตอไปชนการใชงาน ( Utilization Category )ชนการใชงานกระแสสลบแบงไดดงนAC1 สาหรบโหลดกระแสสลบทกชนด AC2 สาหรบการเรมเดนเครอง Plugging หรอ Inching มอเตอรวงแหวนลน ( Slip Ring
Motor ) ในการปดกระแสเรมตนจะมคาเปน 2.5 เทาของกระแสพกดของมอเตอรและในการเปดคอนแทกเตอรจะตดกระแสเปน 2.5 เทาของกระแสพกดของมอเตอร
AC3 สาหรบมอเตอรกรงกระรอก ( Squirrel Cage ) ซงจะหยดขณะเดนเครองปกตในการปดกระแสเรมตนจะมคาเปน 5-7 เทาและในการเปดคอนแทกเตอรจะตดกระแสเทากบกระแสพกดมอเตอร
AC4 สาหรบการเรมเดนเครอง Plugging หรอ Inching มอเตอรกรงกระรอกคอนแทกเตอรปดกระแสเปน 5-7 เทาของกระแสพกดมอเตอรและในการเปดคอนแทก
เตอรจะตดกระแสเปน 5-7 เทาของกระแสพกดของมอเตอรเชนเดยวกน
128
Motor Starters1. Direct-on-line Motor Starter ( DOL )
สตารทมอเตอรโดยการตอสเตเตอรโดยตรงกบแรงดนแหลงจายไฟ2. Star-Delta Motor Starter ( )
เรมสตารทมอเตอรโดยการตอสเตเตอรโดยตรงกบแรงดนแหลงจายไฟ3. Auto transformer Motor Starter ( Auto )
จะใชหมอแปลงออโตลดแรงดนทจะเขามอเตอรนยมปรบเปนคา 50% ,65 % และ 80% เมอสนสดการสตารท เครองจะปลดหมอแปลงนออกจากวงจร
4. Resistance Motor Starterตอนเรมสตารทจะตอความตานทานอนกรมกบขดลวดสเตเตอร ในเวลาตอมาจงทาการลดวงจรความตานทานตวน
YΔ
129
5.21 คาปาซเตอร ( Capacitors )• ตวเกบประจ• ใชในการปรบปรงคาตวประกอบกาลง
ใหมคาสงขน
พกดของ Capacitor1. พกดกาลงไฟฟา มหนวยเปน kVAR มขนาดทนยมใช คอ 10 , 20 ,
30 , 40 , 50 , 60 , 75 , 100 kVAR เปนตน2. พกดแรงดน 400 V , 525 V เปนตน3. พกดกระแส กระแสทใชสามารถคานวณจากพกดกาลงไฟฟาและพกด
แรงดน ของคาปาซเตอรได
130
การปรบปรงตวประกอบกาลงการใชคาปาซเตอรในการปรบปรง P. F. ทาได 4 แบบ คอ
1. Individual Power Factor Compensation
2. Group Power Factor Compensation
3. Central Compensation
4. Mixed Compensation
131
การควบคมคาปาซเตอรแบบอตโนมต• การนา PFC ( Power Facter Controller )
มาใชงานในการตดตอคาปาซเตอรเอง โดยอตโนมต เพอความสะดวกในการ ควบคมตวประกอบกาลง
• โดย PFC ไดรบสญญาณผานระบบไฟฟา แลวทาการคานวณคากาลงรแอกตฟแลว เปรยบเทยบคาตวประกอบกาลงทตองการ
• ถาไมพอหรอเกนจะสงสญญาณใหคอนแทกเตอรตดหรอ ตอคาปาซเตอรจนไดคาตวประกอบกาลงทตองการจงหยด
วงจรเปนดงรปท 5.19
132รปท 5.19 การควบคมคาปาซเตอรแบบอตโนมต
Capacitor BankAutomatic
6x50 kVAR or 12x50 kVAR
CB
CT PFC
CB
FuseContactor
133
5.22 แผงสวตช ( Switchboards )• แผงจายไฟขนาดใหญทรบไฟจากการไฟฟาหรอจากดานแรงดนตาของหมอแปลงเพอไปจายโหลดตางๆ เชน
• แผงยอย ( Panelboard ) MCC เปนตน บางทเรยกวา
- Main Distribution Board ( MDB )
- Main Distribution Panel ( MDP )
134รปท 5.20 ลกษณะภายในและภายนอกของแผงสวต
135
สวนประกอบ• โครงหอหม ( Enclosure )
• บสบารและการฉนวน
• เซอรกตเบรกเกอร ( Circuit Breaker : CB )
• บรภณฑตรวจวดและบรภณฑปองกนอนๆ
136
มาตรฐานของแผงสวตชมาตรฐานของแผงสวตชทสาคญคอมาตรฐาน
IEC 60439-1 “ Low Voltage Switchgear and ControlgearAssemblies ” ซงมการ
ทดสอบทสาคญ 2 แบบ คอ
1. การทดสอบประจา ( Routine Test )
2. การทดสอบเฉพาะแบบ ( Type Test )
137
การทดสอบประจา ( Routine Test )เปนการทดสอบทตองทากบแผงสวตชทกตว เมอผลต
เรยบรอยแลวเพอแนใจวาแผงสวตชนไมชารดเสย หาย และสามารถนาไปใชงานได ซงมการทดสอบ 4 อยางคอ1. การตรวจพนจพจารณา Wiring และ Electrical Operation
( Inspection )2. การทดสอบไดอเลกตรก ( Dieletric Test )3. ตรวจสอบความตอเนองของวงจรปองกน Protective
Circuit 4. ทดสอบคาความตานทานฉนวน ( Verification of the
Insulator Resistance )
138
การทดสอบเฉพาะแบบ ( Type Test )ตามมาตรฐาน IEC 60439-1 มการทดสอบ 7 อยาง คอ
1. การทดสอบอณหภมเพม ( Temperature Rise )
2. การทดสอบคณสมบตทางไดอเลกทรก ( Dielectric Property )
3. การทดสอบความทนทานตอกระแสลดวงจร ( Short Circuit
Withstand )
4. การทดสอบประสทธภาพของวงจรปองกน ( Protective Circuit )
5. การทดสอบระยะ ( Clearance & Creepage )
6. การทดสอบการทางานทางกล ( Mechanic Operation )
7. การทดสอบ Degree of Protection ( Degree of Protection )
139
การเลอกใชแผงสวตช1. พกดแรงดนของแผงสวตช
2. พกดกระแสของแผงสวตช
3. พกดกระแสลดวงจร
สาหรบแผงสวตชทสาคญ เชน ต MDB , MCC ควรใชแบบ ทมการทดสอบ Type Test
140
5.23บสเวย ( Busways )• คอบรภณฑไฟฟาทใชในการนาพลงงานไฟฟาปรมาณมากๆ จากจดหนงไปยงอกจดหนง
• บสเวยประกอบดวยตวนาบสบารบรรจภายในกลองหมพรอมบรภณฑชวยอกหลายอยาง
• เพอใหสามารถสงพลงงานไฟฟาไปยงจดทตองการได
• บสเวยทาหนาทคลายสายไฟฟาแตมนจะมความคลองตวสง กวา เพราะสามารถตอแยก (Tap) ออกไปใชงานไดตลอด ความยาวของ
141
บสเวยอาจแบงตามลกษณะของกลองหมได 2 แบบ คอ1. แบบมรระบายความรอน ( Ventilated Type )
2. แบบปดมดชด ( Totally Enclosed Type )
แบบมรระบายความรอน ( Ventilated Type )• มรระบายความรอน
• บสเวยแบบนตองตดตงตามลกษณะทผผลตกาหนดให
142
แบบปดมดชด ( Totally Enclosed Type )• สามารถตดตงไดทกลกษณะ
• วสดแปลกปลอมตางๆ เชน ฝนละออง นาและแมลงไมอาจเลดลอดเขาไปภายในกลองหมได
• มขนาดเลก
• มอมพแดนซตาเนองจากตวนาบสบารอยมดชดกนมาก
บสเวยตามการใชงานกอาจแบงออกไดเปน 2 แบบคอ
1. Feeder Busway
2. Plug-in Busway
143
Feeder Busway• ใชในการสงพลงงานไฟฟาปรมาณมากๆ จากจดหนงไปยงอกจดหนง โดยระหวางทางวงจะไมมการตอแยกไฟไปใช บสเวยแบบนอมพแดนซตาและสมดลเพอควบคมแรงดนทจด ใชไฟฟา
Plug-in Busway• ใชในการสงพลงงานไฟฟาปรมาณมากๆเหมอน Feeder Busway ตางกนทมจดแยกตลอดความยาวสามารถตอไปยงโหลดได มนจงดคลายแผงจายไฟทยาวออกไป Feeder Busway และ Plug-in Busway มรปรางดงแสดงในรปท 5.21 และรปท 5.22 ตามลาดบ
144รปท 5.21 Feeder Busway
145รปท 5.22 Plug-in Busway
146
การเลอกแบบและพกดบสเวยในการเลอกใชบสเวยของแตละงานตองพจารณาความตองการตอไปน
1. ใชภายในหรอภายนอกอาคาร
2. พกดกระแส
3. แรงดนตก
4. พกดกระแสลดวงจร
147
5.24 เครองกาเนดไฟฟาสารอง ( Standby Generator )ชดเครองกาเนดไฟฟา ( Standby Generator Set )• คอบรภณฑทางดานเครองกล – ไฟฟา ทแปลงพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟา เพอจาย พลงงานไฟฟาใหโหลดเมอระบบไฟฟาของทางการไฟฟาเกดขดของ หรอตอขนานเขากบระบบไฟฟา เพอจายโหลดรวมกนกบระบบของการไฟฟาฯ
ชดเครองกาเนดไฟฟามสวนประกอบทสาคญคอ1. เครองตนกาลง ( Engine Prime Mover )2. เครองกาเนดไฟฟา ( Alternator )3. แผงควบคม ( Control Panel )4. สวตชสบเปลยน ( Transfer Switch )
148รปท 5.23 ชดเครองกาเนดไฟฟาและบรภณฑประกอบ
149 150
1.เครองตนกาลง ( Engine Prime Mover )• คอ เครองยนตทผลตพลงงานกลเพอนาไปฉดเครองกาเนดไฟฟา ใหสามารถผลตกระแสไฟฟาจายไปยงโหลดทตองการได
เครองตนกาลงทใชในชดเครองกาเนดไฟฟาสารองมอยหลาย
ชนด เชน
- เครองยนตดเซล ( Diesel Engine )
- เครองกงหนแกส ( Gas Turbine )
- เครองกงหนไอนา ( Steam Turbine )
- เครองกงหนนา ( Water Turbine )
151
เครองยนตดเซล– เปนเครองยนตแบบสนดาปภายใน ( Internal Combustion
Engine )
– ใชนามนดเซลเปนเชอเพลง มทงระบบ 2 จงหวะ และ 4 จงหวะ ( 2 , 4 Cycle )
– จานวนลกสบขนอยกบพกดขนาดของเครองยนต แบบทใชกนมากคอแบบ 4 สบ แตถาเครองยนตมพกดสงมาก กอาจใชเปน 6 สบ หรอ 12 สบกได
– ลกสบอาจจดเรยงตามแนวเสน ( In Line ) หรอเปนรปตว V กได
152
เครองยนตแบบ 4 จงหวะ มขอดกวาเครองยนต 2 จงหวะ เชน
1. ประสทธภาพดกวา
2. วาลว ( Valve ) , ลกสบ และ แหวน จะมอายการใชงานยาว
นานขน เพราะมนสามารถกระจายความรอนไดดขน
153
กฟเวนเนอร ( Governor )• ใชในการควบคมความเรวรอบของเครองยนต ( หมายถงความถ ไฟฟาดวย ) โดยจะทาหนาทควบคมปรมาณนามนเชอเพลงทเขาหองเผาไหม ของเครองยนต
กฟเวนเนอรทใชมหลายแบบ เชน 1. กฟเวนเนอรทางกล ( Mechanical Governor )
2. กฟเวนเนอรไฮดรอลก ( Hydraulic Governor )
3. กฟเวนเนอรอเลกทรอนกส ( Electronic Governor )
4. กฟเวนเนอรแบบผสม
154
2.เครองกาเนดไฟฟา ( Alternator )• ทใชทวไปเปนเครองกาเนดไฟฟากระแสสลบ ( A.C. Generator or
Alternator ) ซงมสวนประกอบทสาคญคอ
- สวนทหมน ( Rotor )
- สวนทอยกบท ( Stator )
- สวน Brushless Rotating Exciter with a Rotating Rectifier
- สวนควบคมแรงดน ( Voltage Regulator )
155
A.C. Exciter• คอชดสรางสนามแมเหลกกระตนเพอจายไฟฟากระแสตรงให ขดลวดสนามของเครองกาเนดไฟฟา
• เครองกาเนดไฟฟา A.C. ตวเลกๆ มขดลวดอารเมเจอรตดตง บนเพลาเดยวกบโรเตอร และขดลวดสนามบนสเตเตอรบนขาออก ของขดลวดอารเมเจอรยงมชดตวเรยงกระแสเตมคลน ( Full Wave Rectifier ) ตดอย ดงนนไฟฟากระแสสลบทถกเหนยวนาทขดลวด อารเมเจอรจะถกเรยงกระแสและจายเขาขดลวดสนามของเครอง กาเนดไฟฟาโดยตรง จงไมจาเปนตองมแปรงถานหรอสลปรง ( Slip Ring ) จงเรยกวา Brushless
156
Automatic Voltage Regulator ( AVR )• คอชดควบคมแรงดนขาออกโดยอตโนมต โดยจะทาการปรบคากระแสสนามเพอใหไดคาแรงดนคงททโหลดตางๆ
157
3. สวตชสบเปลยน ( Transfer Switch )• สวตชสบเปลยนใชสาหรบการสบเปลยนโหลดจากแหลงจายไฟ ปกต ( Normal Source ) ไปยงชดเครองกาเนดไฟฟาหรอกลบกน สวตชสบเปลยนอาจแบงไดเปน 2 ชนดคอ
- สวตชสบเปลยนไมอตโนมต ( Non-Automatic Transfer Switch )
- สวตชสบเปลยนอตโนมต ( Automatic Transfer Switch , ATS )
158รปท 5.24 Single Line Diagram แสดงสวตชสบเปลยน ( Transfer Switch )
Gen
Engine
Normal Power SourceEngine/Generator
DisconnectServiceMain
CurrentProtective Device
Transfer Switch
LoadsNon-Emergency
LoadsEmergencyDevice
ProtectiveCurrent
Control
159
ขนาดพกดของชดเครองกาเนดไฟฟาสารอง• คดเปน kW ทตวประกอบกาลง ( Power Factor : P.F. ) เทากบ 80%
Lagging เสมอ เชน ชดเครองกาเนดไฟฟา 100 kW , 380 V ,P.F. 80%คดเปน kVA ได = = 125 kVA
พกดชดเครองกาเนดแบงเปน Prime Rating และ Standby RatingPrime Rating คอ พกดทชดเครองกาเนดไฟฟาสามารถทางานไดอยางตอเนอง ( Continuous Duty )
Standby Rating คอพกดทชดเครองกาเนดไฟฟาสามารถทางานเกนโหลดในชวงเวลาหนง โดยทวไป Standby Rating จะคดท 110% ของ Prime Rating ในเวลา 1 ชวโมง ของทกๆ 8 ชวโมง
0.8100
160